Steinzeitliches Hepatitis-B-Virus genetisch entschlüsselt
Neu publizierte
Forschungsergebnisse belegen den Nachweis viraler DNA aus
archäologischen Proben und zeigen, dass das Hepatitis-B-Virus bereits
seit mindestens 7.000 Jahren in Europa vorkommt.
Forschungsergebnisse belegen den Nachweis viraler DNA aus
archäologischen Proben und zeigen, dass das Hepatitis-B-Virus bereits
seit mindestens 7.000 Jahren in Europa vorkommt.
Einem
internationalen Team unter der Leitung von Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftlern der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) im
Rahmen des Sonderforschungsbereiches 1266 „TransformationsDimensionen“
und des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte (MPI) Jena gelang
die Rekonstruktion von Genomen steinzeitlicher und mittelalterlicher
Stämme des Hepatitis-B-Virus (HBV). Hepatitis B zirkulierte bereits seit
ca. 7.000 Jahren in Europa, und obwohl diese neu entdeckten
HBV-Varianten denen heutiger Stämme ähnlich sind, stellen sie früher
eine eigene, mittlerweile vermutlich ausgestorbene Abstammungslinie dar.
Die nächsten Verwandten kommen heute in Schimpansen und Gorillas vor.
internationalen Team unter der Leitung von Wissenschaftlerinnen und
Wissenschaftlern der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) im
Rahmen des Sonderforschungsbereiches 1266 „TransformationsDimensionen“
und des Max-Planck-Instituts für Menschheitsgeschichte (MPI) Jena gelang
die Rekonstruktion von Genomen steinzeitlicher und mittelalterlicher
Stämme des Hepatitis-B-Virus (HBV). Hepatitis B zirkulierte bereits seit
ca. 7.000 Jahren in Europa, und obwohl diese neu entdeckten
HBV-Varianten denen heutiger Stämme ähnlich sind, stellen sie früher
eine eigene, mittlerweile vermutlich ausgestorbene Abstammungslinie dar.
Die nächsten Verwandten kommen heute in Schimpansen und Gorillas vor.
Mit
weltweit über 250 Millionen infizierten Menschen zählt der
Hepatitis-B-Virus heutzutage zu den am weitesten verbreiteten, bekannten
Krankheitserregern. Geschichte und Epidemiologie in prähistorischen
Populationen waren hingegen noch weitestgehend unbekannt. Bisher war die
Extrahierung der viralen aDNA (ancient DNA) aus archäologischen Proben
noch nicht gelungen – Herkunft und Evolution des Virus blieben den
Forschern unzugänglich.
weltweit über 250 Millionen infizierten Menschen zählt der
Hepatitis-B-Virus heutzutage zu den am weitesten verbreiteten, bekannten
Krankheitserregern. Geschichte und Epidemiologie in prähistorischen
Populationen waren hingegen noch weitestgehend unbekannt. Bisher war die
Extrahierung der viralen aDNA (ancient DNA) aus archäologischen Proben
noch nicht gelungen – Herkunft und Evolution des Virus blieben den
Forschern unzugänglich.
In
einer aktuellen Studie gelang es dem internationalen Forschungsteam vom
Institut für Klinische Molekularbiologie (IKMB) der CAU und dem MPI
Jena erstmals die Gewinnung viraler aDNA aus Zahnproben zweier
jungsteinzeitlicher Individuen und eines mittelalterlichen Individuums.
Das ermöglichte die Rekonstruktion dreier HBV-Stämme. Der Befund aus
Karsdorf, Sachsen-Anhalt, stellt mit ca. 7.000 Jahren den ältesten
genetisch nachgewiesenen viralen Krankheitserreger dar. Die Erkenntnisse
werden am Donnerstag, 10. Mai, in dem Fachjournal „eLIFE“
veröffentlicht.
einer aktuellen Studie gelang es dem internationalen Forschungsteam vom
Institut für Klinische Molekularbiologie (IKMB) der CAU und dem MPI
Jena erstmals die Gewinnung viraler aDNA aus Zahnproben zweier
jungsteinzeitlicher Individuen und eines mittelalterlichen Individuums.
Das ermöglichte die Rekonstruktion dreier HBV-Stämme. Der Befund aus
Karsdorf, Sachsen-Anhalt, stellt mit ca. 7.000 Jahren den ältesten
genetisch nachgewiesenen viralen Krankheitserreger dar. Die Erkenntnisse
werden am Donnerstag, 10. Mai, in dem Fachjournal „eLIFE“
veröffentlicht.
Die komplexe Evolution von Hepatitis B
Für
die Studie wurden 53 Skelette aus neolithischen und mittelalterlichen
Fundstätten in Deutschland beprobt, die insgesamt einen Zeitraum von
5.000 vor bis 1.200 nach Beginn unserer Zeitrechnung umspannen. Mittels
modernster Genanalysetechniken wurden Proben auf die Präsenz viraler
Pathogene überprüft, wobei das Forschungsteam bei drei Individuen alte
Hepatitis-B-Viren nachweisen und deren Genome rekonstruieren konnten.
Diese Virus-Genome scheinen eigene Abstammungslinien darzustellen, die
keine nahe Verwandtschaft zu heutigen menschlichen Stämmen aufweisen und
daher vermutlich ausgestorben sind, vermuten die Forscherinnen und
Forscher.
die Studie wurden 53 Skelette aus neolithischen und mittelalterlichen
Fundstätten in Deutschland beprobt, die insgesamt einen Zeitraum von
5.000 vor bis 1.200 nach Beginn unserer Zeitrechnung umspannen. Mittels
modernster Genanalysetechniken wurden Proben auf die Präsenz viraler
Pathogene überprüft, wobei das Forschungsteam bei drei Individuen alte
Hepatitis-B-Viren nachweisen und deren Genome rekonstruieren konnten.
Diese Virus-Genome scheinen eigene Abstammungslinien darzustellen, die
keine nahe Verwandtschaft zu heutigen menschlichen Stämmen aufweisen und
daher vermutlich ausgestorben sind, vermuten die Forscherinnen und
Forscher.
Im
Vergleich zum mittelalterlichen sind sich die zwei neolithischen Genome
relativ ähnlich, wobei deren Träger in einem Abstand von ca. 2.000
Jahren lebten. Die steinzeitlichen Erreger ähneln am ehesten denen in
heute vorkommenden HBV bei nicht-menschlichen Primaten wie Schimpanse
und Gorilla. Im Gegensatz dazu ist das mittelalterliche Genom den
heutigen Stämmen ähnlicher, stellt aber dennoch eine eigene Linie dar.
Dies gilt selbst für den Vergleich mit zwei bereits bekannten
historischen HBV-Genomen, die aus Mumien des 16. Jahrhunderts gewonnen
werden konnten. Diese HBV-Stämme sind eng verwandt mit modernen
Varianten, was auf erstaunlich geringe Evolution des Virus in den
letzten 500 Jahren hinweist. Insgesamt lassen die Ergebnisse auf eine
komplexe Geschichte von Mehrfachübertragungen zwischen Mensch und
nicht-menschlichen Primaten schließen.
Vergleich zum mittelalterlichen sind sich die zwei neolithischen Genome
relativ ähnlich, wobei deren Träger in einem Abstand von ca. 2.000
Jahren lebten. Die steinzeitlichen Erreger ähneln am ehesten denen in
heute vorkommenden HBV bei nicht-menschlichen Primaten wie Schimpanse
und Gorilla. Im Gegensatz dazu ist das mittelalterliche Genom den
heutigen Stämmen ähnlicher, stellt aber dennoch eine eigene Linie dar.
Dies gilt selbst für den Vergleich mit zwei bereits bekannten
historischen HBV-Genomen, die aus Mumien des 16. Jahrhunderts gewonnen
werden konnten. Diese HBV-Stämme sind eng verwandt mit modernen
Varianten, was auf erstaunlich geringe Evolution des Virus in den
letzten 500 Jahren hinweist. Insgesamt lassen die Ergebnisse auf eine
komplexe Geschichte von Mehrfachübertragungen zwischen Mensch und
nicht-menschlichen Primaten schließen.
„Alles
in allem zeigen unsere Ergebnisse, dass das Hepatitis-B-Virus bereits
vor 7.000 Jahren bei Europäern vorkam. Zudem ist seine Genomstruktur der
des heutigen Hepatitis-B-Virus sehr ähnlich, ungeachtet der
beobachteten Unterschiede”, so der Erstautor der Studie Ben
Krause-Kyora, Professor am IKMB der Universität Kiel und Wissenschaftler
im SFB 1266. „Es müssen sowohl ältere Vorläufer des Hepatitis-B-Virus
als auch mehr heutige Virusstämme sowie ihre zwischenzeitlichen
Entwicklungsformen untersucht werden, um die komplexe Evolution von
Hepatitis zu entwirren.”
in allem zeigen unsere Ergebnisse, dass das Hepatitis-B-Virus bereits
vor 7.000 Jahren bei Europäern vorkam. Zudem ist seine Genomstruktur der
des heutigen Hepatitis-B-Virus sehr ähnlich, ungeachtet der
beobachteten Unterschiede”, so der Erstautor der Studie Ben
Krause-Kyora, Professor am IKMB der Universität Kiel und Wissenschaftler
im SFB 1266. „Es müssen sowohl ältere Vorläufer des Hepatitis-B-Virus
als auch mehr heutige Virusstämme sowie ihre zwischenzeitlichen
Entwicklungsformen untersucht werden, um die komplexe Evolution von
Hepatitis zu entwirren.”
Neue Analysemethoden zur Erforschung blutübertragbarer Viren
Almut
Nebel, Wissenschaftlerin am IKMB und Co-Autorin der Studie, erklärt den
größeren Zusammenhang: „Wir untersuchen, ob es einen Zusammenhang
zwischen dem Aufkommen von Krankheiten und grundlegenden Veränderungen
in der Lebensweise der Menschen in der Ur- und Frühgeschichte gibt. Dank
moderner Methoden sind wir in der Lage, diese Zusammenhänge zu
entschlüsseln, indem wir die menschliche und die pathogene Genetik der
damaligen Zeit untersuchen.” Gemeinsam mit Krause-Kyora leitet sie
Teilprojekt F4 im Sonderforschungsbereich 1266
„TransformationsDimensionen“ der Kieler Universität, welches die Rolle
von Infektionskrankheiten im Hinblick auf demographischen Wandel und die
Beziehung von Menschen und ihrer Umwelt im Zeitraum 15.000 bis zu
Beginn unserer Zeitrechnung untersucht. Die Individuen vom neolithischen
Fundplatz Sorsum und dem mittelalterlichen Grabkontext Petersberg waren
Teil einer großangelegten Studie des Teilprojektes, um virale und
bakterielle Pathogene an verlässlich datierten Skeletten dieser
Zeitspanne zu erfassen.
Nebel, Wissenschaftlerin am IKMB und Co-Autorin der Studie, erklärt den
größeren Zusammenhang: „Wir untersuchen, ob es einen Zusammenhang
zwischen dem Aufkommen von Krankheiten und grundlegenden Veränderungen
in der Lebensweise der Menschen in der Ur- und Frühgeschichte gibt. Dank
moderner Methoden sind wir in der Lage, diese Zusammenhänge zu
entschlüsseln, indem wir die menschliche und die pathogene Genetik der
damaligen Zeit untersuchen.” Gemeinsam mit Krause-Kyora leitet sie
Teilprojekt F4 im Sonderforschungsbereich 1266
„TransformationsDimensionen“ der Kieler Universität, welches die Rolle
von Infektionskrankheiten im Hinblick auf demographischen Wandel und die
Beziehung von Menschen und ihrer Umwelt im Zeitraum 15.000 bis zu
Beginn unserer Zeitrechnung untersucht. Die Individuen vom neolithischen
Fundplatz Sorsum und dem mittelalterlichen Grabkontext Petersberg waren
Teil einer großangelegten Studie des Teilprojektes, um virale und
bakterielle Pathogene an verlässlich datierten Skeletten dieser
Zeitspanne zu erfassen.
Begeistert
zeigt sich Krause-Kyora über die Möglichkeiten moderner aDNA-Forschung
und den Möglichkeiten wissenschaftlichen Vernetzung: „Seit wir an der
CAU mit der Erforschung alter menschlicher und pathogener DNA begonnen
haben, hat sich viel getan. Junge Disziplinen wie die Proteomik
erweitern das Methodenspektrum um alte Krankheiten und das menschliche
Genom vor einem archäologischen und medizinischen Hintergrund zu
untersuchen. In der Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern des MPI
haben wir eine nachhaltige Struktur in diesem vergleichsweise jungen
Forschungsfeld geschaffen, um gemeinsam komplexe Fragestellungen mit
aktuellem Bezug zu untersuchen.”
zeigt sich Krause-Kyora über die Möglichkeiten moderner aDNA-Forschung
und den Möglichkeiten wissenschaftlichen Vernetzung: „Seit wir an der
CAU mit der Erforschung alter menschlicher und pathogener DNA begonnen
haben, hat sich viel getan. Junge Disziplinen wie die Proteomik
erweitern das Methodenspektrum um alte Krankheiten und das menschliche
Genom vor einem archäologischen und medizinischen Hintergrund zu
untersuchen. In der Zusammenarbeit mit den Wissenschaftlern des MPI
haben wir eine nachhaltige Struktur in diesem vergleichsweise jungen
Forschungsfeld geschaffen, um gemeinsam komplexe Fragestellungen mit
aktuellem Bezug zu untersuchen.”
Johannes
Krause, Seniorautor und Direktor der Abteilung Archäogenetik am MPI für
Menschheitsgeschichte, betont die Bedeutung der Studie. „Unsere
Ergebnisse zeigen das große Potenzial von aus menschlichen Knochen
gewonnener aDNA. Sie erlaubt uns, die Evolution von durch Blut
übertragenen Viren zu erforschen. Bisher war es immer zweifelhaft, ob
dies möglich wäre und überhaupt solche Erkrankungen für vergangene
Zeiten nachzuweisen. Nun haben wir ein leistungsfähiges Mittel gefunden,
um die vielschichtige Evolutionsgeschichte von Viruserkrankungen zu
erkunden.“
Krause, Seniorautor und Direktor der Abteilung Archäogenetik am MPI für
Menschheitsgeschichte, betont die Bedeutung der Studie. „Unsere
Ergebnisse zeigen das große Potenzial von aus menschlichen Knochen
gewonnener aDNA. Sie erlaubt uns, die Evolution von durch Blut
übertragenen Viren zu erforschen. Bisher war es immer zweifelhaft, ob
dies möglich wäre und überhaupt solche Erkrankungen für vergangene
Zeiten nachzuweisen. Nun haben wir ein leistungsfähiges Mittel gefunden,
um die vielschichtige Evolutionsgeschichte von Viruserkrankungen zu
erkunden.“
Originalpublikation:
“Neolithic
and Medieval virus genomes reveal complex evolution of Hepatitis B”.
Ben Krause-Kyora, Julian Susat, Felix M. Key, Denise Kühnert, Esther
Bosse, Alexander Immel, Christoph Rinne, Sabin-Christin Kornell, Diego
Yepes, Sören Franzenburg, Henrike O. Heyne, Thomas Meier,